ヘリウム
ヘリウムは化学元素です。化学記号He、原子番号2、原子量約4.002602を持っています。ヘリウムには9種類の同位体がありますが、そのうち安定しているのは2種類だけです。これらは3Heと4Heです。4Heは圧倒的に最も一般的な同位体です。
ヘリウムは、他の化学物質と規則的に混ざり合って新しい化合物を形成しないため、希ガスと呼ばれています。ヘリウムは、すべての元素の中で最も低い沸点を持っています。宇宙では水素に次いで2番目に一般的な元素で、色も匂いもありません。しかし、ヘリウムは電場に置くと赤橙色の光を放ちます。通常、ヘリウムは何かと反応することはありません。天文学者がヘリウムの存在を発見したのは1868年のことで、太陽からの光の中でヘリウムのスペクトルが確認されました。これは、地球上で発見される前のことです。
ヘリウムは空気よりも密度が軽いため、風船や飛行船の充填に使われています。燃えないので安全です。また、ある種の電球にも使用されています。人はヘリウムを吸って呼吸することができる：ヘリウムを吸うと、通常よりも高い声を出すことができる。これは冗談ですが、通常の空気を呼吸していないので、吸い込みすぎると低酸素症になり、怪我をしたり、死んだりする可能性があるので危険です。また、ヘリウムを吸いすぎると、声帯に長期的な影響を与える可能性があります。
ヘリウムは、太陽やそれに類する星では核融合の過程で作られます。この過程で、4つの水素原子が融合して1つのヘリウム原子になります。地球上では、トリウムやウランなどの重い放射性元素が自然に放射性崩壊することで作られますが、他にもいろいろな例があります。このような崩壊によって放出されるアルファ粒子は、ヘリウム4核から構成されています。
ヘリウムは非常に軽いため、グッドイヤー・ブリンプのような飛行船の充填に最適なガスです。
供給
ヘリウムは地球上では希少な存在となっています。ヘリウムが空気中に自由に入ってしまうと、地球を離れてしまいます。酸素と反応して水を生成する水素とは異なり、ヘリウムは反応性がありません。気体のままです。1925年のヘリウム法施行後、アメリカは長年にわたり、国家ヘリウム備蓄庫にヘリウムを集めていました。アメリカのヘリウムはグレートプレインズ地域の井戸から採取されています。現在、アメリカよりもカタールの方が多くのヘリウムを供給しています。
いくつかの研究機関がヘリウムの希少性と保全に関する声明を発表している。これらの組織は、1995年には早くも、2016年には遅くも政策提言を発表し、ヘリウムの供給には自然の限界があり、元素の固有の性質があることから、米国政府にヘリウムを保存・保全するよう促しています。研究者にとって、ヘリウムは非常に低温を作り出すために不可欠な元素であるため、かけがえのない存在である。低温のヘリウムは、クライオジェニックや特定のクライオジェニックアプリケーションで使用されます。液体ヘリウムは、磁気共鳴イメージングのための超伝導磁石など、超伝導に必要な極低温まで特定の金属を冷却するために使用されています。
質問と回答
Q:ヘリウムの化学記号は何ですか?
A:ヘリウムの化学記号はHeです。
Q:ヘリウムの同位体はいくつあるか?
A:ヘリウムの同位体は9つありますが、安定なのは2つだけです。
Q:ヘリウムが希ガスである理由は何ですか?
A:ヘリウムは、他の化学物質と定期的に混ざり合って新しい化合物を作ることがないため、希ガスと呼ばれています。
Q:ヘリウムにはどんな色やにおいがありますか?
A:ヘリウムには色も匂いもありません。しかし、電界の中に置くと、赤やオレンジの光を放ちます。
Q:ヘリウムが最初に発見されたのはいつですか?
A:1868年、太陽からの光にヘリウムのスペクトルがあることを発見したのが最初です。これは、地球で発見される以前のことです。
Q:ヘリウムは地球上ではどのように使われているのですか?
A: ヘリウムは空気より密度が軽いので、気球や飛行船に入れたり、電球の材料として使われています。また、ヘリウムは吸入することもできますが、吸入しすぎると低酸素症を引き起こし、通常の呼吸をしていない人が怪我をしたり死亡したり、声帯に長期的な影響を及ぼす可能性があるため、危険です。
Q:地球上では、ヘリウムはどのように自然に作られているのですか?
A:地球上では、トリウムやウランなどの重い放射性元素の自然放射性崩壊によってヘリウムが作られますが、他の例もあります。このような崩壊で放出されるアルファ粒子は、ヘリウム4の原子核からできています。
